我國(guó)碳纖維需求量迅速增加

2010年能源和工業(yè)用途的碳纖維需求總量已占到PAN-CF總需求量的50%以上，我們預(yù)計(jì)到2019年能源和工業(yè)領(lǐng)域的需求可望提高至75%，并長(zhǎng)期推動(dòng)碳纖維需求的急速前行。根據(jù)我們測(cè)算，由于風(fēng)電葉片、壓力容器、汽車(chē)等行業(yè)的需求快速釋放，能源和工業(yè)領(lǐng)域的碳纖維需求量將從2011年的2.96萬(wàn)噸增長(zhǎng)至2019年為10.5萬(wàn)噸，CAGR高達(dá)17%。 123,123

(1)CFRP在風(fēng)電葉片領(lǐng)域快速滲透，成碳纖維最大需求端。風(fēng)能是一種可以長(zhǎng)期利用的可再生自然資源。目前，風(fēng)電技術(shù)已很成熟，風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的關(guān)鍵部件：葉片，現(xiàn)多使用玻璃纖維增強(qiáng)材料(GFRP)制造，但是GFRP難于滿足葉片尺寸加大對(duì)剛性的要求。碳纖維增強(qiáng)材料(CFRP)在葉片上的應(yīng)用，無(wú)疑將促進(jìn)風(fēng)能發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。風(fēng)力發(fā)電機(jī)超過(guò)3MW、葉片長(zhǎng)度超過(guò)40m時(shí)，在葉片制造時(shí)采用CFRP已成必然的選擇。在大尺寸葉片生產(chǎn)中，由于材料用量、運(yùn)輸和安裝成本等的下降，CFRP葉片的成本反而比GFRP葉片低。另外，利用碳纖維的導(dǎo)電性能，通過(guò)特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可有效的避免雷擊對(duì)葉片造成的損傷。目前，就GFRP葉片的模量和強(qiáng)度來(lái)說(shuō)，其臨界長(zhǎng)度大約是60m，而CFRP的比強(qiáng)度是GFRP的2倍，比模量約是GFRP的3倍，采用 CFRP葉片能有效的增加臨界長(zhǎng)度。CFRP葉片大容量風(fēng)機(jī)已成為主導(dǎo)趨勢(shì)，這點(diǎn)在歐洲和亞洲非常明顯。

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風(fēng)電葉片一直是PAN-CF的一大市場(chǎng)，2010年以來(lái)，全球風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展明顯減速，而我國(guó)的風(fēng)電產(chǎn)業(yè)已失去國(guó)家的扶持和補(bǔ)貼，在激烈競(jìng)爭(zhēng)的環(huán)境下，風(fēng)電企業(yè)將更多的考慮經(jīng)營(yíng)成本和風(fēng)險(xiǎn)，不僅要考慮每千瓦的造價(jià)，更要重視度電成本，從風(fēng)電投資、風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本和發(fā)電量等綜合考慮，長(zhǎng)期來(lái)看，將有利于葉片的大型化和碳纖維化。隨著2011年全球風(fēng)電裝機(jī)增速有所下滑，但是預(yù)計(jì)2019年全球?qū)⑸a(chǎn)2.7萬(wàn)臺(tái)風(fēng)機(jī)以及8.2萬(wàn)片葉片，其中碳纖維增強(qiáng)塑料(CFRP)葉片將占全部葉片材料的7%左右，即需求量接近6.4萬(wàn)噸/a.2010、2019年風(fēng)電所需碳纖維量分別為9990噸、64190噸，年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到23%。

(2)碳纖維復(fù)合材料在 CNG儲(chǔ)存的增長(zhǎng)動(dòng)能極大。壓縮天然氣(CNG)是一種較理想的能源，具有成本低、效益高、無(wú)污染、使用安全等特點(diǎn)，作為汽車(chē)動(dòng)力和生活燃料來(lái)源已有幾十年歷史。作為CNG儲(chǔ)存容器的氣瓶是CNG動(dòng)力的關(guān)鍵部件。由于CNG汽車(chē)的逐漸推廣，CNG氣瓶將具有十分廣闊的前景。 123,123

壓力容器是個(gè)具有較大增長(zhǎng)潛力的CFRP終端市場(chǎng)，特別是汽車(chē)的壓縮天然氣瓶(CNG)，2010年的需求量為1480t，根據(jù)我們測(cè)算到2019年有望增至11470t，將增長(zhǎng)8倍，約占碳纖維總量的10%，年復(fù)合增長(zhǎng)率27.4%。

(3)碳纖維復(fù)合材料在汽車(chē)領(lǐng)域的增長(zhǎng)不可忽視。當(dāng)前，汽車(chē)工業(yè)正面臨資源和環(huán)境的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，推進(jìn)汽車(chē)輕量化以降低油耗，是汽車(chē)工業(yè)發(fā)展的主題。復(fù)合材料因具有加工能耗低、輕質(zhì)高強(qiáng)、可設(shè)計(jì)性強(qiáng)、耐腐蝕、成型工藝性好等優(yōu)點(diǎn)，成為汽車(chē)工業(yè)以塑代鋼的理想材料。據(jù)數(shù)據(jù)顯示，汽車(chē)用復(fù)合材料已占全球復(fù)合材料總量的23%以上，并呈逐步上升的趨勢(shì)。 內(nèi)容來(lái)自123456

同時(shí)，碳纖維復(fù)合材料在電動(dòng)車(chē)上的應(yīng)用空間更加巨大。以BMW為例，其生產(chǎn)的i3是第一款主要由碳纖維材料制成的量產(chǎn)汽車(chē)。新型碳纖維復(fù)合材料技術(shù)的應(yīng)用使得BMWi3的車(chē)身質(zhì)量比傳統(tǒng)電動(dòng)車(chē)減輕了250-350kg.

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汽車(chē)領(lǐng)域?qū)⑹翘祭w維復(fù)合材料最具有潛力、需求量巨大的市場(chǎng)之一，特別是電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域輕量化需求推動(dòng)下，2010年汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的碳纖維需求量為2300t，根據(jù)我們測(cè)算到2019年有望增至9300t，年復(fù)合增長(zhǎng)率17%。 123,123

(4)其它能源和工業(yè)領(lǐng)域也將出現(xiàn)不同程度的需求增量。在能源和工業(yè)的其它領(lǐng)域，以電力生產(chǎn)和輸送、石油開(kāi)采為例，碳纖維復(fù)合材料都保持了不同程度的需求增量。

實(shí)現(xiàn)核電清潔能源的關(guān)鍵是核燃料的供應(yīng)，一個(gè)核燃料生產(chǎn)工廠一般由數(shù)十萬(wàn)臺(tái)相同的專(zhuān)用分離器組成，如果能夠提高每個(gè)分離器的生產(chǎn)能力，則整個(gè)工廠的生產(chǎn)能力會(huì)得到極大的提高。采用全碳纖維復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的分離器，生產(chǎn)效率是第一代分離器的8倍多。

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碳纖維在輸電領(lǐng)域的利用，主要是用來(lái)制作成碳纖維復(fù)合材料芯鋁導(dǎo)線(ACCC)。我國(guó)每年新增輸電線路100萬(wàn)km，老化改造線路約20萬(wàn)km，并且這個(gè)數(shù)字以每年50%左右的速度遞增，這為ACCC的大力推廣提供了潛在的需求市場(chǎng)。

碳纖維復(fù)合材料由于具有模量高、強(qiáng)度大(鋼的7-9倍)、耐腐蝕性強(qiáng)、易于修補(bǔ)、抗沖擊性強(qiáng)、熱膨脹系數(shù)和導(dǎo)熱性低、質(zhì)量輕又無(wú)浮力等諸多優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于深海石油平臺(tái)的結(jié)構(gòu)件，如臍帶管加強(qiáng)桿、錨鏈線纜、采油立管、柔性立管等上。碳纖維復(fù)合材料支撐的系纜可用于開(kāi)采深度達(dá)3000m的深海作業(yè)平臺(tái)，且耐腐蝕性優(yōu)異，工作壽面可達(dá)25年。 copyright 123456

我們預(yù)測(cè)核電、電力傳輸、石油開(kāi)采等領(lǐng)域，每年的需求擴(kuò)張基本保持在年復(fù)合增長(zhǎng)率9%左右，是能源和工業(yè)領(lǐng)域的另外極大重要領(lǐng)域。